估算和物理模型方法.docVIP

高三物理复习专题 估算和物理模型的方法 复习目标： 学会通过建立物理模型的方法处理估算类问题 综合应用物理科学思维方法处理较为开放的物理问题 方法指导： 2008年高考全国理综试题Ⅰ的17、19题均为估算题，对考生的思维能力、计算能力均有较高要求，考试中学生丢分现象十分严重，而近几年的高考命题中，几乎每年都有估算型命题的出现，此种类型题目要依据一定的物理概念和规律，运用物理方法和近似计算方法，对所求物理量的数量级或物理量的取值范围，进行大致的、合理的推算。它要求考生在分析和解决问题时，要善于抓住事物的本质特征和影响事物的主要因素，忽略次要因素，从而使问题得到简捷的解决，迅速获得合理的结果。下面结合今年全国理综卷Ⅰ的两道估算题来谈谈估算型命题的求解方法与对策。 一。估算题和估算法 估算法是利用物理概念、规律、物理常数和常识对物理量的数值和数量级进行快速计算和取值范围合理估测的方法，运用估算法计算的问题称为估算题，估算题是近几年高考中的热点题型。估算法是一种科学的近似计算，它不仅是一种常用的解题方法和思维方法，而且是一种重要的科学研究方法。 二．估算题的特点 物理背景或物理过程比较模糊，待求量与已知量之间的联系比较隐蔽，解题过程中常需要对实际问题作出恰当的处理。不追求数据的精确而强调方法科学合理（一般只要求一位或两位有效数字，但数量级必须正确），要求考生具有较高的科学素质。 三．估算题的分类 模型估算类 常数估算类 天体估算类 合理近似估算类 日常生活估算类 四．解决估算问题的基本思路 建立必要的理想化模型 从大量的信息中，排除干扰信息，捕捉本质信息，突出主要因素，忽略次要因素，正确、灵活运用恰当的物理知识把复杂的实际过程简化和纯化为理想模型和理想过程。这是解答估算题的关键。 挖掘隐含的题设条件 有些估算题往往文句简洁，显性已知条件少或已知条件比较隐蔽，乍一看题，好象缺条件。我们只有通过认真审题，仔细推敲，才能挖掘出隐蔽的已知条件。 寻找估算的依据 弄清题意后，应利用与题中物理现象或物理过程密切相关的物理概念和物理规律，揭示题设条件中与要求回答的问题之间存在的物理关系，以此作为估算的依据，这是解题的重要环节。 理出简明的思路，科学处理数据 从解题依据出发，运用有关数学工具，并借助于物理常数及日常生活常识，简化求解过程和计算难度，科学处理数据，得出相应合理的结论，进而得到满足实际需要的结果。 五、注意问题： 1、根据物理规律，建立合理的模型。 2、熟悉常用的近似计算公式和物理常数。 3、突出主要矛盾，忽略次要因素，建立估算关系；估算结果的数量级必须正确，有效数字取1~2位即可。 例题讲解： 1、大气中存在可自由运动的带电粒子，其密度随离地面的距离的增大而增大，可以把离地面50 km以下的大气看做是具有一定漏电程度的均匀绝缘体(即电阻率较大的物质)；离地面50 km以上的大气则可看做是带电粒子密度非常高的良导体．地球本身带负电，其周围空间存在电场，离地面50km处与地面之间的电势差为4*105．由于电场的作用，地球处于放电状态，但大气中频繁发生的闪电又对地球充电．从而保证了地球周围电场恒定不变．统计表明，大气中每秒钟平均发生60次闪电，每次闪电带给地球的电量平均为30 C。试估算大气的电阻率和地球漏电的功率．已知地球的半径为r＝6 400 km． ? 解析：从知识的运用看，本题主要是根据电功率P＝UI和电阻的计算公式展开的．但如何运用它们，必须进行具体分析．根据题意，地球带的负电要通过50 km的漏电大气向导电大气泄漏，并通过闪电补充得以平衡．由功率P＝UI可知，漏电功率为 　　又由可知，大气的电阻率。问题的难点是要分析出大气电阻的横截面积S和长度l．从放电的过程看，地球的放电电流是沿地球表面向外按球状辐射的，故电阻的平均横截面积可近似认为，电流通过的电阻长度l＝50 km，将以上数据代入解得 2、如图，由电容器和磁场组成一射线管，电容器极板长L1＝5cm，两板间距d=5cm，两端加电压　U＝10V，　电容器右侧有一宽度为　L2＝5cm弱磁场区域，　其磁感应强度B＝10－5T，方向竖直向下，在磁场边界的右边S＝10m处，放置一个标有坐标的屏，现有初速度V0=107m/s的负离子束从电容器中心水平向右入射（荷比 ）。若不加电压和磁场时，离子束恰打在坐标的原点上，那么加上电压和磁场后离子束应打在坐标纸上的哪个位置？（结果精确到0.1cm） 解析：通过电场时，粒子受力： 加速度：，竖直向上。 穿出电场的时间： 竖直方向速度： 又由于d=5cmS=10m，故粒子在电容器内的y轴方向位移可不计。 在磁场中，粒子受洛仑兹力：F2＝Bqv0 先假定粒子此时沿x轴方向位移及分速度皆可忽略，即粒子沿着从电容器出射方向